CN219014278U - 一种双闪蒸余热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种双闪蒸余热回收系统，属于节能环保技术领域。本实用新型解决了现有的污废水余热回收系统工艺复杂，余热回收效果差的问题。包括闪蒸器、加热器及热泵，其中闪蒸器的闪蒸乏汽出口与加热器的壳程连通设置，热泵中的蒸发器下部与加热器的管程之间通过第一冷剂水管路连接，且所述第一冷剂水管路上设置有第一冷剂水泵，加热器的管程通过第二冷剂水管路连接至蒸发器上部，加热器壳程连接设置有真空泵及第一乏汽凝结水泵。采用真空相变取热+冷剂水闪蒸换热方式，实现以低品质余热用于产生高品质热水的目的。有效简化了高污染中低温废水余热利用的系统流程，使系统换热面积大大减小，减小占地、节约成本，同时优化了热力循环，使系统运行更加高效。

Description

一种双闪蒸余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种双闪蒸余热回收系统，属于节能环保技术领域。

背景技术

在造纸、盐化工、煤化工、冶金等工业生产过程中，往往产生大量高温废水或循环水，如造纸行业的绿液，盐化工及煤化工的蒸氨废液、冶金行业的冲渣水、电厂循环脱硫浆液等，该类废水中的热量往往不仅没有有效利用，甚至有的需要利用冷却塔散掉而消耗一部分电能。

对于以上工业废水，一方面由于其中含有大量的污染物和杂质，存在腐蚀、结垢和堵塞等问题，无法采用常规换热方式进行余热提取；另一方面，部分工业废水温度品质低，还需要结合热泵升温后才有余热利用价值。鉴于以上问题，如何有效进行以上工业废水的余热利用，市场上开展了各种尝试。

对于污染高的中低温工业废水，目前有一种方法是，采用真空相变技术，使这部分工业废水闪蒸降温提取余热，闪蒸出来的乏汽将余热传递给中介水，再结合热泵技术提温之后实现余热利用。

以上系统中采用汽-水换热方式将闪蒸乏汽的热量传递给中介水，中介水进入热泵蒸发器后，以水-水换热方式将热泵的冷剂水蒸发成冷剂蒸汽，工艺复杂，需经过两次换热才实现功能。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有的污废水余热回收系统工艺复杂，余热回收效果差的问题，进而提供了一种双闪蒸余热回收系统。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种双闪蒸余热回收系统，包括闪蒸器、加热器及热泵，其中闪蒸器的闪蒸乏汽出口与加热器的壳程连通设置，热泵中的蒸发器下部与加热器的管程之间通过第一冷剂水管路连接，且所述第一冷剂水管路上设置有第一冷剂水泵，加热器的管程通过第二冷剂水管路连接至蒸发器上部，加热器壳程连接设置有真空泵及第一乏汽凝结水泵。

进一步地，蒸发器上部设置有第一喷淋装置，第二冷剂水管路与第一喷淋装置连通设置。

进一步地，所述热泵包括蒸发器、吸收器、发生器及冷凝器，其中冷凝器及吸收器内分别设置工作介质循环管路，发生器的管程进口连通工作蒸汽，发生器的管程出口连通设置有乏汽凝结水管路，发生器的蒸汽出口与冷凝器连通，蒸发器的蒸汽出口与吸收器连通，冷凝器的下部与蒸发器的顶部之间通过第三冷剂水管路连通，且所述第三冷剂水管路上设置有第二冷剂水泵，吸收器的下部与发生器的顶部之间通过稀溶液管路连通，发生器的下部与吸收器的顶部之间通过浓溶液管路连通，且所述稀溶液管路上设置有稀溶液泵，所述浓溶液管路上设置有浓溶液泵。

进一步地，还包括热交换器，稀溶液管路内的稀溶液与浓溶液管路中的浓溶液通过热交换器换热。

进一步地，发生器内管程的一端连通设置有蒸汽进室，工作蒸汽通过蒸汽进室进入发生器内管程。

进一步地，发生器内管程的另一端连通设置有乏汽凝结水室，所述乏汽凝结水管路连接至所述乏汽凝结水室。

进一步地，所述乏汽凝结水管路上设置有第二乏汽凝结水泵。

进一步地，连通至吸收器顶部的浓溶液管路端部连通设置有第二喷淋装置。

进一步地，吸收器内的工作介质循环管路出口与冷凝器内的工作介质循环管路进口连通设置。

进一步地，闪蒸器下部连通设置有污废水退水管，且所述污废水退水管上设置有废液退水泵。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

本申请的双闪蒸余热回收系统，采用真空相变取热+冷剂水闪蒸换热方式，实现以低品质余热用于产生高品质热水的目的。取消了现有技术中所需的中介水，同时以闪蒸换热替代了原热泵系统的冷器蒸汽制取方式，将热泵冷剂水直接与闪蒸乏汽通过汽-水换热方式加热，加热后的冷剂水在蒸发器中自发闪蒸，形成冷剂蒸汽，从而实现所需的热泵循环。

本申请有效简化了高污染中低温废水余热利用的系统流程，使系统换热面积大大减小，减小占地、节约成本，同时优化了热力循环，使系统运行更加高效。

附图说明

图1为本申请系统的结构组成示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，一种双闪蒸余热回收系统，包括闪蒸器1、加热器2及热泵，其中闪蒸器1的闪蒸乏汽出口与加热器2的壳程连通设置，热泵中的蒸发器3-1下部与加热器2的管程之间通过第一冷剂水管路连接，且所述第一冷剂水管路上设置有第一冷剂水泵4，加热器2的管程通过第二冷剂水管路连接至蒸发器3-1上部，加热器2壳程连接设置有真空泵5及第一乏汽凝结水泵6。

本申请的双闪蒸余热回收系统，

本申请的双闪蒸余热回收系统，采用真空相变取热+冷剂水闪蒸换热方式，将高污染中低温工业废水闪蒸，产生的乏汽加热热泵冷剂水，加热的冷剂水在热泵蒸发器3-1内闪蒸，产生冷剂蒸汽，从而将工业废水中的余热通过两次闪蒸转移至热泵蒸发器3-1，最终实现工业废水余热利用的目的，实现以低品质余热用于产生高品质热水。取消了现有技术中所需的中介水，同时以闪蒸换热替代了原热泵系统的冷器蒸汽制取方式，将热泵冷剂水直接与闪蒸乏汽通过汽-水换热方式加热，加热后的冷剂水在蒸发器3-1中自发闪蒸，形成冷剂蒸汽，从而实现所需的热泵循环。

本申请有效简化了高污染中低温废水余热利用的系统流程，使系统换热面积大大减小，减小占地、节约成本，同时优化了热力循环，使系统运行更加高效。

本申请采用真空相变技术，能直接从工业废水中取热，避免了间壁式换热存在的污染、腐蚀、结垢及堵塞问题，以清洁闪蒸蒸汽作为热载体实现余热的有效回收利用。

蒸发器3-1上部设置有第一喷淋装置3-11，第二冷剂水管路与第一喷淋装置3-11连通设置。如此设计，便于冷剂水更均匀的进入蒸发器3-1的管程，以实现更均匀的蒸发换热，进一步提高换热效率。

所述热泵包括蒸发器3-1、吸收器3-2、发生器3-3及冷凝器3-4，其中冷凝器3-4及吸收器3-2内分别设置工作介质循环管路3-5，发生器3-3的管程进口连通工作蒸汽，发生器3-3的管程出口连通设置有乏汽凝结水管路，发生器3-3的蒸汽出口与冷凝器3-4连通，蒸发器3-1的蒸汽出口与吸收器3-2连通，冷凝器3-4的下部与蒸发器3-1的顶部之间通过第三冷剂水管路连通，且所述第三冷剂水管路上设置有第二冷剂水泵3-6，吸收器3-2的下部与发生器3-3的顶部之间通过稀溶液管路连通，发生器3-3的下部与吸收器3-2的顶部之间通过浓溶液管路连通，且所述稀溶液管路上设置有稀溶液泵3-7，所述浓溶液管路上设置有浓溶液泵3-8。第三冷剂水管路与第一喷淋装置3-11连通设置。

一种双闪蒸余热回收系统还包括热交换器3-9，稀溶液管路内的稀溶液与浓溶液管路中的浓溶液通过热交换器3-9换热。如此设计，吸收器3-2是放热部位，需尽量减少热量输出，通过设置热交换器3-9把吸收器3-2内稀溶液的热量传给浓溶液侧，避免吸收器3-2中的较高温度溶液直接进入到发生器3-3中造成资源浪费，进而进一步提高换热效率。

发生器3-3内管程的一端连通设置有蒸汽进室3-31，工作蒸汽通过蒸汽进室3-31进入发生器3-3内管程。如此设计，通过设置蒸汽进室3-31，便于工作蒸汽更均匀的进入发生器3-3的管程，以实现更均匀的蒸发换热，进一步提高换热效率。

发生器3-3内管程的另一端连通设置有乏汽凝结水室3-32，所述乏汽凝结水管路连接至所述乏汽凝结水室3-32。如此设计，通过设置乏汽凝结水室3-32，便于将发生器3-3内换热产生的乏汽凝结水收集排出。

所述乏汽凝结水管路上设置有第二乏汽凝结水泵3-10。如此设计，便于乏汽凝结水排出。

连通至吸收器3-2顶部的浓溶液管路端部连通设置有第二喷淋装置3-21。如此设计，便于稀溶液更均匀的进入发生器3-3的管程，以实现更均匀的蒸发换热，进一步提高换热效率。

吸收器3-2内的工作介质循环管路3-5出口与冷凝器3-4内的工作介质循环管路3-5进口连通设置。如此设计，提高中温热源的利用率。

闪蒸器1下部连通设置有污废水退水管，且所述污废水退水管上设置有废液退水泵7。如此设计，便于闪蒸器1中的废液排出。

工作原理：

1、闪蒸加热系统：中低温废水通过污废水进口管从闪蒸器1上部进入，闪蒸器1工作时为负压状态，废水在闪蒸器1内闪蒸降温后，通过废液退水泵7从下部污废水退水管排出系统；从闪蒸器1产生的闪蒸乏汽进入加热器2的壳程，加热管程中的冷剂水后凝结成乏汽凝结水排出系统；从蒸发器3-1过来的冷剂水被泵至加热器2的管程，被乏汽加热后回到蒸发器3-1；加热器2壳程连接真空泵5，将系统中的不凝气体抽出；

2、闪蒸蒸发器3-1系统：从冷凝器3-4过来的冷剂水，进入蒸发器3-1；闪蒸蒸发器3-1下部的冷剂水被第一冷剂水泵4泵至加热器2管程，被乏汽加热后经第一喷淋装置3-11喷到闪蒸蒸发器3-1发生闪蒸，降温后的冷剂水回到闪蒸蒸发器3-1底部，闪蒸出来的冷剂水蒸汽进入吸收器3-2；

3、吸收器3-2系统：从发生器3-3来的浓溶液经过热交换器3-9降温后进入吸收器3-2，以喷淋的形式吸收由闪蒸蒸发器3-1产生的冷剂水蒸汽，并放出热量对工作介质加热；过程中浓溶液吸收水蒸气变成稀溶液汇集至吸收器3-2底部，被溶液泵泵往发生器3-3；

4、热交换器3-9系统：从发生器3-3来的浓溶液和从吸收器3-2来的稀溶液经过热交换器3-9，浓溶液降温后进入吸收器3-2，稀溶液升温后进入发生器3-3；

5、发生器3-3系统：吸收器3-2出来的稀溶液经过溶液热交换器3-9换热升温之后进入发生器3-3，被工作蒸汽热量加热沸腾，产生高温高压冷剂蒸汽；发生器3-3内浓溶液经溶液热交换器3-9换热降温后进入吸收器3-2，冷剂水蒸汽从顶部出口进入冷凝器3-4内；

6、冷凝器3-4系统：从发生器3-3进入冷凝器3-4的冷剂水蒸汽在冷凝器3-4内与工作介质换热凝结成饱和冷剂水，通过节流降压降温进入闪蒸蒸发器3-1。

Claims (10)

1.一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：包括闪蒸器(1)、加热器(2)及热泵，其中闪蒸器(1)的闪蒸乏汽出口与加热器(2)的壳程连通设置，热泵中的蒸发器(3-1)下部与加热器(2)的管程之间通过第一冷剂水管路连接，且所述第一冷剂水管路上设置有第一冷剂水泵(4)，加热器(2)的管程通过第二冷剂水管路连接至蒸发器(3-1)上部，加热器(2)壳程连接设置有真空泵(5)及第一乏汽凝结水泵(6)。

2.根据权利要求1所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：蒸发器(3-1)上部设置有第一喷淋装置(3-11)，第二冷剂水管路与第一喷淋装置(3-11)连通设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：所述热泵包括蒸发器(3-1)、吸收器(3-2)、发生器(3-3)及冷凝器(3-4)，其中冷凝器(3-4)及吸收器(3-2)内分别设置工作介质循环管路(3-5)，发生器(3-3)的管程进口连通工作蒸汽，发生器(3-3)的管程出口连通设置有乏汽凝结水管路，发生器(3-3)的蒸汽出口与冷凝器(3-4)连通，蒸发器(3-1)的蒸汽出口与吸收器(3-2)连通，冷凝器(3-4)的下部与蒸发器(3-1)的顶部之间通过第三冷剂水管路连通，且所述第三冷剂水管路上设置有第二冷剂水泵(3-6)，吸收器(3-2)的下部与发生器(3-3)的顶部之间通过稀溶液管路连通，发生器(3-3)的下部与吸收器(3-2)的顶部之间通过浓溶液管路连通，且所述稀溶液管路上设置有稀溶液泵(3-7)，所述浓溶液管路上设置有浓溶液泵(3-8)。

4.根据权利要求3所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：还包括热交换器(3-9)，稀溶液管路内的稀溶液与浓溶液管路中的浓溶液通过热交换器(3-9)换热。

5.根据权利要求3所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：发生器(3-3)内管程的一端连通设置有蒸汽进室(3-31)，工作蒸汽通过蒸汽进室(3-31)进入发生器(3-3)内管程。

6.根据权利要求3所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：发生器(3-3)内管程的另一端连通设置有乏汽凝结水室(3-32)，所述乏汽凝结水管路连接至所述乏汽凝结水室(3-32)。

7.根据权利要求3所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：所述乏汽凝结水管路上设置有第二乏汽凝结水泵(3-10)。

8.根据权利要求3所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：连通至吸收器(3-2)顶部的浓溶液管路端部连通设置有第二喷淋装置(3-21)。

9.根据权利要求3所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：吸收器(3-2)内的工作介质循环管路(3-5)出口与冷凝器(3-4)内的工作介质循环管路(3-5)进口连通设置。

10.根据权利要求1、2、4、5、6、7、8或9所述的一种双闪蒸余热回收系统，其特征在于：闪蒸器(1)下部连通设置有污废水退水管，且所述污废水退水管上设置有废液退水泵(7)。

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